突破性自癒塗層！讓釹鐵硼磁鐵無懼鹽水、結冰與機械損傷

自古以來，磁鐵就以其獨特特性吸引著人類的目光。即便到了現代，科學家仍在持續探索這種材料的嶄新應用。1984年問世的釹鐵硼(Nd-Fe-B)磁鐵徹底改變了這個領域，憑藉其無與倫比的磁力強度，如今已成為再生能源系統與精密電子裝置中不可或缺的關鍵元件。

然而，這類磁鐵在潮濕、鹽霧與溫度劇變環境下容易劣化的特性，長期以來嚴重限制了其在嚴苛場域的應用。傳統的鎳-銅-鎳、鋅與環氧樹脂保護塗層往往在長期暴露後失效，導致磁鐵嚴重損壞。

杭州電子科技大學先進磁性材料研究院的研究團隊，在張雪峰教授(通訊作者)指導下，由施臻博士(第一作者)領軍，透過多維度設計策略，成功開發出「液體浸潤多孔表面」(SLIPS)塗層技術。這項突破性研究成果已發表於《Small》期刊。

張教授進一步說明：「這項技術將徹底改變從航太系統到深海機器人乃至極地基礎建設等各種馬達應用，能有效防止鹽水、濕氣與溫度變化造成的磁鐵劣化。更重要的是，我們能大幅延長馬達使用壽命，同時降低維護成本。」

研究團隊透過化學工程改造二氧化矽奈米粒子，形成具有強化介面黏著力與鎖定潤滑膜的高密度聚合物網路。這種創新塗層使釹鐵硼磁鐵展現出前所未有的耐用性，能抵抗腐蝕、濕氣、機械應力與極端溫度。

經過大量實驗驗證，研究人員發現即使在3.5%濃度的鹽水中浸泡136天後，磁鐵仍完全沒有腐蝕跡象。此外，這種SLIPS塗層能延遲結冰時間達10倍，並在-20°C環境下降低75%的冰層附著力，更能自動修復機械刮痕，恢復表面功能。

相較於市售的鎳-銅-鎳、鋅與環氧樹脂塗層，SLIPS塗層展現出超穩定的防腐蝕保護效果。在電化學實驗中，即使浸泡132天後，SLIPS塗層在0.1Hz下的阻抗模量仍能維持在3.31×10⁸ Ω·cm²，遠超市售塗層表現。值得注意的是，所有市售塗層的阻抗模量在14天內就明顯劣化。

施博士強調這項技術的影響力：「我們的多維度設計彌補了實驗室創新與實際應用間的落差。透過同時解決腐蝕與結冰問題，我們讓釹鐵硼磁鐵成為即使最嚴苛環境下也能信賴的關鍵元件。」

研究團隊特別指出，SLIPS塗層的自癒能力確保其在物理損傷後仍能維持長期效能，這對於偏遠或難以到達地區的關鍵任務系統至關重要。

雖然最初是針對離岸風力發電機進行測試，但這項技術的強韌性顯示其具有跨產業的革命性潛力。航太工程師可將其應用於衛星中的輕量高效馬達，而極地研究裝置與深海探勘工具採用這項創新後，將能達到前所未有的可靠度。

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